視覺特性與三基色原理

1、電視學基礎(chǔ)視覺特性與三基色原理1本章簡介1.1 光的特性 主要介紹可見光譜、光源等問題。1.2 人眼的視覺特性 主要介紹人眼構(gòu)造、亮度視覺、分辨力、視覺惰性、馬赫光帶等問題。了解人眼特性是我們進行圖像壓縮的基礎(chǔ)。1.3 三基色原理與色度圖 主要介紹RGB計色制與XYZ計色制，以及二者的轉(zhuǎn)換關(guān)系。21.1 光的特性（1）五光十色的自然界，通過光波的傳遞映入人眼產(chǎn)生了視覺。電視就是根據(jù)人眼視覺特性以一定的信號形式來傳送活動景象的技術(shù)。通常，在發(fā)送端，用電視攝象機把景物（或圖象）轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的電信號，電信號通過一定的途徑傳輸?shù)浇邮斩?，再由顯示設(shè)備顯示出原景物（或原圖象）的重現(xiàn)光象?？梢姡娨曉词枪庀?，

2、最后映入人眼的仍是光象，而中間則經(jīng)過光一電轉(zhuǎn)換、電信號的傳輸和處理、電一光轉(zhuǎn)換等過程。因此，為了更好地掌握電視原理，有必要首先從電視技術(shù)的角度簡要介紹一下光的某些基本特性。 31.1 光的特性（2）1.1.1 可見光譜光兼有波動特性和微粒特性。光是一種攜帶電磁輻射能量的電磁波中的很小一部分。下圖分別為電磁輻射波譜和可見光波譜。 41.1 光的特性（3）只含有單一波長成分的光稱為單色光；包含有兩種或兩種以上波長成分的光稱為復合光。復合光給人眼的刺激呈現(xiàn)為混合色。廣播電視只利用可見光譜范圍，而當電視應(yīng)用于科學技術(shù)其他領(lǐng)域時，波譜范圍就大為擴展。例如，紫外電視可用于生物研究、醫(yī)療診斷、工亞探傷等方面

3、；紅外電視可用于夜間偵察、跟蹤制導、宇宙開發(fā)、節(jié)能、臨床醫(yī)學、激光研究、公害監(jiān)視、氣象等方面。這些應(yīng)用所涉及的波譜范圍可寬達 2014000 毫微米。 51.1 光的特性（4）1.1.2 光源自然界的不同景物，在日光（即太陽光）照射下，由于反射（或透射）了可見光譜中的不同成分而吸收其余部分，從而引起人眼的不同彩色感覺。人眼的彩色感覺是主觀（人眼的視覺功能）和客觀（物生屬性與照明條件的綜合效果）相結(jié)合的系統(tǒng)中所發(fā)生的生理一物理過程，二者缺一不可。一般來講，色源有兩種。一種是上述不發(fā)光的物體，在一定光譜分布（功率波譜）的光源照射下，因反射一定的光譜成分和吸收其余部分而呈現(xiàn)一定的彩色；另一種是本身發(fā)

4、光的色源，根據(jù)它的輻射光譜分布，引起人眼的一定彩色感覺。61.1 光的特性（5）一、色溫在近代照明技術(shù)中統(tǒng)稱為“白光”的光譜分布并不相同。其包括的范圍從光譜能量偏重于波長較長端（紅色區(qū)）的“熱白光”，到能量偏重于較短波長的“冷白光”，它們將引起彩色視覺的差異。為了便于進行白光的比較和色度計算，經(jīng)常采用色溫這個概念。 在實際中，我們引入一種既簡單又準確的方法來表示色溫絕對黑體。用絕對黑體的熱輻射作為光源的客觀標準，即用黑體的開氏度（K）代表光源的光譜分布和色度特性色調(diào)和飽和度。絕對黑體（也稱為全輻射體）是這樣一種物體：它在任何溫度下，對于任何波長的光的吸收系數(shù)均為100%，反射系數(shù)均為零。這是一

5、種在自然界中找不到的理想物質(zhì)。實際黑體的實現(xiàn)方法（略）71.1 光的特性（6）當絕對黑體加熱時，將以電磁波的形式向外輻射能量，其輻射波譜僅由溫度決定。由下圖可見，隨著溫度的增加，輻射能量也增大；同時，曲線最大值向短波方向移動。所以當溫度增高時，不僅亮度增大，其發(fā)光顏色也隨之變化。81.1 光的特性（7）為了區(qū)分各種光源的不同光譜分布與顏色，可以用絕對黑體的溫度來表征。當絕對黑體在某一特定絕對溫度下，其輻射的光譜與某一光源的光譜具有相同的特性，則絕對黑體的這一特定溫度就定義為該光源的色溫。色溫的單位是開氏度（K）。例如，一個鎢絲燈泡的溫度保持在 2800K 對所發(fā)出的白光，與溫度保持為2854K

6、 的絕對黑體所輻射的白光功率波譜相一致，于是就稱該白光的色溫為 2854K。可見，色溫并非光源本身的實際溫度，而是用來表征其光譜特性的參量。 需要強調(diào)指出的是，色溫的概念包括光源的光譜分布與色度兩方面的含義。如果光源的光譜與黑體的輻射光譜差別甚大，即使是二者色度相同，色溫這一術(shù)語對該光源也是沒有意義的。91.1 光的特性（8）二、標準光源太陽是最大的自然光源，它的輻射波譜范圍很廣。在地面上測量時，太陽輻射光譜分布是隨季節(jié)、氣候、時辰而變化的。因為影響太陽光色溫的因素較多，所以，太陽光不便于用作實用的標準光源。近幾十年來，人們在試制新型光源方面已取得了很大成績，出現(xiàn)了不少人造光源。電視能否高度逼

7、真地傳輸彩色與光源的選用有密切的關(guān)系。在近代照明技術(shù)中，按國際規(guī)定選用如下五種主要標準光源（即標準白光）。A 光源：相當于鎢絲燈在 2800K 時發(fā)出的光，色溫為 2854K。其波譜能量主要集中在紅外線區(qū)域，所以鎢絲燈光看起來不如太陽光白，而總是帶些橙紅色。101.1 光的特性（9）B光源：接近于正午直射的陽光。當絕對黑體溫度在 4800K 時發(fā)出的光與該光源發(fā)出的光最接近，所以說 B 光源的相關(guān)色溫為 4800K。在實驗室中，可以用特制的濾色鏡由 A 光源獲得 B 型光源。C光源：相當于白天的自然光，其波譜能量在 400500 毫微米處較大，可見其含藍色成分較多。它的相關(guān)色溫為 67701K

8、。也可用特制濾色鏡由 A 光源獲得。D65光源：相關(guān)色溫為 6500K，相當于白天的平均光照。在 400 毫微米以下范圍內(nèi)，它的波譜能量比 B 光源與 C 光源要大些，所以近年來被用作彩色電視中的標準白光。它可以由彩色顯象管的三種熒光粉發(fā)出的光適當配合而得到。E光源：是在色度學中采用的一種假想的等能白光（E白），就是當可見光譜范圍內(nèi)的所有波長的光都具有相等輻射功率時所形成的一種白光，它與色溫為 5500K 的白光相近。這種光源實際上并不存在，采用它純粹是為了簡化色度學中的計算。 在近代照明技術(shù)中還采用一種新式鹵鎢燈，其色溫比較穩(wěn)定，為 3200K。這種燈也是彩色電視演播室中常用的光源。 111

9、.2 人眼的視覺特性（1）1.2.1 人眼的結(jié)構(gòu) Flash演示眼球壁最里層為視網(wǎng)膜層，它由大量光敏細胞所組成。光敏細胞按其形狀分為桿狀細胞與錐狀細胞兩種。前者靈敏度極高，在低照度時，主要靠它來辨別明暗，但對彩色不敏感。錐狀細胞既可辨別光的強弱，又可辨別彩色。白天的視覺過程主要由錐狀細胞來完成。夜晚視覺則由桿狀細胞起作用。所以，在較暗處只能看見黑白形象而無法辨別彩色。這些光敏細胞都與視神經(jīng)末梢連接。視神經(jīng)匯集到視網(wǎng)膜上的一點，然后通向大腦，該匯集點無光敏細胞，稱盲點。 正對水晶體中心的視網(wǎng)膜上，有一個集中了大量錐狀細胞的黃斑區(qū)，每個錐狀細胞都連著一個神經(jīng)末梢，所以黃斑區(qū)的分辨力（其定義見第 1

10、.2.5 節(jié)）最高，具有最高清晰度。在遠離黃斑區(qū)的視網(wǎng)膜上，視神經(jīng)分布很稀，多個光敏細胞接在一條神經(jīng)上，因而這條神經(jīng)將傳遞多個細胞的平均光刺激，這就使得這一區(qū)域的視覺分辨力顯著下降。121.2 人眼的視覺特性（2）1.2.2 相對視敏函數(shù)視覺效應(yīng)是由可見光刺激人眼引起的。如果光的輻射功率相同而波長不同，則引起的視覺效果也不同。 為了確定人眼對不同波長光的敏感程度，可以在產(chǎn)生相同亮度感覺的情況下，測出各種波長光的輻射功率 PY(）。顯然，PY() 越大，說明該波長的光越不容易被人眼所感覺；而 PY() 越小，則人眼對它的敏感程度越高。 因此，PY() 的倒數(shù)可用來衡量視覺對波長為 的光的敏感程度

11、，即視敏度。視敏度用 K(）表示。131.2 人眼的視覺特性（3）實測表明，對波長為 555毫微米的光（黃綠光），有最大視敏度 Km = K(555)。于是，把任意波長光的視敏度 K() 與 Km 之比稱為相對視敏函數(shù)，并用 V() 表示。即 如果用得到相同主觀亮度感覺時所需各波長光的輻射功率 P Y () 表示，則有141.2 人眼的視覺特性（4）下圖為相對視敏函數(shù)曲線。其表明，要使人眼產(chǎn)生相同的亮度感覺，不同波長的光必須施以不同的照明功率；反之，在受到完全相同的輻射功率的刺激時，例如在等能白光下照射下，人眼對不同波長的光的亮度感覺是不同的。因此人眼可以等效為一個光的時間頻率的帶通濾波器，其

12、頻率響應(yīng)為 V()。151.2 人眼的視覺特性（5）1.2.3 亮度與彩色視覺一、明暗視覺1.2.2中所給出的相對視敏函數(shù)曲線，是在白天正常光照下人眼對不同波長光的敏感程度，也稱明視覺視敏函數(shù)曲線，在下圖中用粗線重新畫出。在夜晚或在微弱光線下，人眼主觀亮度感覺規(guī)律有所變化，表現(xiàn)在對波長短的光敏感程度增大，即視敏函數(shù)曲線左移，如下圖中細線所示。在這種情況下）紫色能見范圍擴大；紅色能見范圍縮小。這一曲線稱暗（或夜晚）視覺視敏函數(shù)曲線（也可稱為暗相對視敏函數(shù)曲線）。當光線暗到一定程度時，就只有桿狀細胞起作用，于是人眼分辨不出光譜中各種顏色，結(jié)果使整個光譜帶只反映為明暗程度不同的灰色帶。161.2 人

13、眼的視覺特性（6）171.2 人眼的視覺特性（7）二、彩色視覺彩色視覺是人眼的一種明視覺功能。為確切表示某一彩色光，必須采用三個基本參量：亮度（亦稱明度）、色調(diào)和飽和度。這三個量在視覺中組成一個統(tǒng)一的總效果，并嚴格地描述了彩色光。亮度是光作用于人眼時所引起的明亮程度的感覺。就物體而言，其亮度決定于由其反射（或透射）的光功率的大小。色調(diào)反映了顏色的類別。彩色物體的色調(diào)由物體本身的屬性吸收特性和反射或透射特性所決定。 飽和度是指彩色光所呈現(xiàn)彩色的深淺程度（或濃度）。對于同一色調(diào)的彩色光，其飽和度越高，說明它的顏色越深，如深紅、深綠等。高飽和度的彩色光可以因摻入白光而被沖淡，變成低飽和度的彩色光。色

14、調(diào)與飽和度又合稱為色度，它既說明彩色光的顏色類別，又說明顏色的深淺程度。 181.2 人眼的視覺特性（8）1.2.4 眼睛的視覺范圍與亮度感覺一、人眼的視覺范圍視覺范圍是指人眼所能感覺的亮度的范圍。這一范圍非常寬，約有百分之幾尼特至幾百萬尼特。但是，人眼并不能同時感受這樣大的亮度范圍，當人眼在適應(yīng)了某一環(huán)境的平均亮度后，視覺范圍就有了一定限度。通常，在適當平均亮度下，能分辨的亮度上、下限之比為 1000：1。當平均亮度很低時，這一比值只有 10:1。191.2 人眼的視覺特性（9）二、亮度感覺在實際觀察景物時所得到的亮度感覺卻并不直接由景物的亮度所決定，還與周圍環(huán)境的亮度有關(guān)。實驗表明，人眼察

15、覺亮度變化的能力是有限的，而且對不同亮度 B 能察覺的最小亮度變化 Bmin 也不同，但在相當大的亮度范圍內(nèi)，可察覺的最小相對亮度變化 Bmin/B 卻等于一常數(shù) 。此比值稱為對比度靈敏度閾或費赫涅爾系數(shù)。隨著環(huán)境條件不同，此系數(shù)也有所變化，但通常在 0.0050.02 范圍內(nèi)。當亮度很高或很低時， 的數(shù)值可增大至0.05。在觀看電視圖象時，由于雜散光的影響， 值也可取得大一些。201.2 人眼的視覺特性（10）既然人眼的亮度感覺差別決定于相對亮度變化，則亮度感覺增量 S 可用相對亮度增量來衡量，即經(jīng)積分后得到亮度感覺 式中，k = k * ln10；k、k0 均為常數(shù)。上式表明，亮度感覺與亮

16、度 B 的對數(shù)成線性關(guān)系，這一規(guī)律稱為韋勃-費赫涅爾定律（Weber一Fecliner Law）。211.2 人眼的視覺特性（11）1.2.5 人眼的分辨力上面我們提到人眼能察覺的最小亮度變化值 Bmin 是有限的。此外，人眼對黑白細節(jié)、彩色細節(jié)的分辨能力、對色調(diào)和飽和度變化的分辨能力等也都是有限的。下面我們將分別予以討論。一、黑白分辨力當與人眼相隔一定距離的兩個黑點靠近到一定程度時，人眼就分辨不出有兩個黑點存在，而只感覺到是連在一起的一個黑點。這說明人眼分辨景物細節(jié)的能力有一極限值，這種分辨細節(jié)的能力稱為人眼的分辨力或視覺銳度，它的定義是：人眼對被觀察物體上能分辨的相鄰最近兩點的視角的倒數(shù)。

17、 221.2 人眼的視覺特性（12）在上圖中，L 表示人眼與圖象之間的距離；d表示能分辨的相鄰最近的兩點之間的距離；表示人眼對該兩點的視角（也稱分辨角）。若以分為單位，則根據(jù)圖示幾何關(guān)系，得到或則分辨力（視覺銳度）等于 1 231.2 人眼的視覺特性（13）影響分辨力的因素：物體在視網(wǎng)膜上成象的位置：在黃斑區(qū)中央凹部集中有大量錐狀細胞，因而這里的分辨力最高。 照明強度：當照度太低時，只有桿狀細胞起作用，分辨力就大為降低，且分辨不出顏色。 與景物相對對比度：物體亮度與背景亮度接近，分辨力自然要降低。被觀察物體的運動速度。241.2 人眼的視覺特性（14）二、彩色細節(jié)分辨力人眼對彩色細節(jié)的分辮辨力

18、遠比對亮度細節(jié)分辨力低。若人眼對與其相隔一定距離的黑白相間的條紋剛能分辨出黑白差別，則把黑白條紋換成不同彩色相間的條紋后，就不再能分辨出條紋來。 表中數(shù)據(jù)說明，人眼分辨景象彩色細節(jié)的能力很差。因此，彩色電視系統(tǒng)在傳送彩色圖象時，細節(jié)部分可以只送黑白圖象，而不送彩色信息，這就是利用大面積著色原理節(jié)省傳輸頻帶的依據(jù)。 251.2 人眼的視覺特性（15）三、彩色色調(diào)分辨閾人眼對 480640 毫微米區(qū)間色光的色調(diào)分辨力較高，其中，對 500 毫微米（青一綠色）和 600 毫微米（橙黃色）兩個波長來說，只要波長變化約 1 毫微米，便可分辨出色調(diào)的變化。而有的波長區(qū)間，例如，從 655 毫微米的紅色到可

19、見光譜長波未端，以及從 430 毫微米紫色到可見光譜短波未端，人眼幾乎感覺不到色調(diào)的差別。當飽和度減少時，人眼的色調(diào)分辨力將下降；當亮度太大或太小時，色調(diào)分辨力也會下降。261.2 人眼的視覺特性（16）四、彩色飽和度分辨力 人眼能分辨出自然界中各種彩色具有不同的飽和度，但對不同顏色的飽和度變化卻有不完全一樣的靈敏度?？梢赃M行這樣的實驗，使各種波長色光的飽和度，由 100 % 逐漸降低，一直到零為止，由此確定出視覺所能分辨出的飽和度變化的等級數(shù)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在黃色區(qū)，人眼只能分辨出四級飽和度，而在紅色、藍色區(qū)域，靈敏度較高，可以分辨出 25 個等級 。271.2 人眼的視覺特性（17）1.2.6

20、視覺惰性與閃爍感覺 一、視覺惰性實驗證明，當光消失后，亮度感覺也并不瞬時消失，而是按近似指數(shù)函數(shù)的規(guī)律逐漸減小。人眼的這種視覺特性稱為視覺情性。視覺惰性很早就在電影和各種頻閃儀中得到應(yīng)用。根據(jù)電影技術(shù)的經(jīng)驗，幅一幅不動的畫面，若其內(nèi)容在相對位置上有些改變，則在每秒鐘換幅二十四次（每幅曝光兩次）的情況下，就能給人以較好的連續(xù)運動景象的感覺。281.2 人眼的視覺特性（18）B0一實際亮度S一亮度感覺視覺惰性291.2 人眼的視覺特性（19）二、閃爍如果人眼受周期性光脈沖照射，則當重復頻率不夠高時，會產(chǎn)生一明一暗的閃爍感覺。如果將重復頻率提高到某一定值以上，人眼就察覺不到是脈沖光源，而形成均勻的不

21、閃爍光源的感覺。不引起閃爍感覺的最低重復頻率，稱為臨界閃爍頻率。臨界閃爍頻率（常用 fc 表示）與很多因素有關(guān)，其中最主要的是光脈沖亮度 Bm。它們之間的關(guān)系可用以下經(jīng)驗公式近似表示：式中，a 和 b 均為常數(shù)。對于電視屏幕來講，若 Bm 用尼特為單位，則常數(shù) a 約為 9.6，b 約為 26.6。所以當 Bm100 尼特時，fc 45.8 赫。隨著 Bm 的提高，fc 也將提高。301.2 人眼的視覺特性（20）臨界閃爍頻率還與亮度變化幅度有關(guān)，亮度變化幅度越大，閃爍頻率越高。此外，相繼兩幅畫面本身的亮度分布和顏色、觀看者到畫面的距離以及環(huán)境條件等，也都對臨界閃爍頻率有影響。對于重復頻率在臨

22、界閃爍頻率以上的光脈沖，人眼不再感覺到閃爍。 上述視覺特性是設(shè)計電視系統(tǒng)的重要依據(jù)。例如，目前電視技術(shù)中廣泛采用將一幅面面分成兩場傳送的“隔行掃描”方式，它既可以克服大面積閃爍現(xiàn)象（代之以不易察覺的行間閃爍），又可以節(jié)省傳輸系統(tǒng)的頻帶寬度（見第二章第二節(jié)）。311.2 人眼的視覺特性（21）1.2.7 馬赫光帶和視在對比度效應(yīng)一、馬赫光帶效應(yīng)小實驗：在中午明亮的陽光下站近墻壁，伸開五指，將手的影子投在白墻上，你會發(fā)現(xiàn)，在影子邊界處的陰影里鑲有一條深黑的邊，在亮區(qū)內(nèi)靠近邊界處則有一條更明亮的邊。這種現(xiàn)象稱為馬赫光帶效應(yīng)。在下圖中，圖(a) 表示陰影和亮區(qū)的實際亮度，而人眼看到的亮度如圖(b) 所

23、示。圖（b）中亮度的過沖和低頻跌落是由于人眼的空間頻率響應(yīng)為帶通型的結(jié)果。這意味著圖像系統(tǒng)傳送理想陡峭的亮度跳變沿的信息是沒有必要的，因為人眼最終總要將其中的高頻空間頻率成分濾去。 321.2 人眼的視覺特性（22）馬赫光帶效應(yīng)331.2 人眼的視覺特性（23）二、視在對比效應(yīng)下圖中，哪個小方塊的亮度更亮一些？341.2 人眼的視覺特性（24）上圖表示出另一種重要的視覺現(xiàn)象，稱為視在對比度效應(yīng)。直觀地看起來，右邊的背景暗的小方塊要比左邊的處于明亮背景中的小方塊亮一些，而實際上兩個小方塊的亮度是完全相同的。很明顯，產(chǎn)生不同的亮度感覺的原因是由于小方塊的背景亮度不同。在這種情況下，要使所顯示出的小

24、方塊給人以相同的亮度感覺，就必須使它們的實際亮度不同。 351.3 三基色原理與色度圖（1）1.3.1 三基色原理與某一單色光相同的彩色感覺，可由具有不同光譜分布的色光的組合所引起。如果適當選擇三種基色，將它們按不同比例進行合成，就可以引起各種不同的彩色感覺。合成彩色的亮度由三個基色的亮度之和決定，而色度（即色調(diào)與飽和度）則由三個基色分量的比例決定。三個基色必須是相互獨立的，也就是說，其中任一基色都不能由其它兩基色混合產(chǎn)生，這樣就能配出較多的彩色。這就是三基色原理的主要內(nèi)容。根據(jù)三基色原理，可以采用不同的三色組。但是在彩色電視中，比較適當?shù)倪€是在紅色、綠色和藍色的光譜色區(qū)域內(nèi)選擇三個基色。這樣

25、，自然界中所能觀察到的各種彩色幾乎都能由它們相混配出。三基色原理對彩色電視極為重要，它把傳送具有成千上萬瞬息萬變彩色的這一任務(wù)，簡化為傳送三個信號。361.3 三基色原理與色度圖（2）一、相加混色法彩色電視所采用的，將三種基色光按不同幾例相加而獲得不同彩色光的方法，稱為相加混色法，如下圖所示。例如：紅色光、綠色光相加得黃色光。綠色光、藍色光相加得青色光；藍色光、紅色光相加得品紅色光（即紫紅色光）；紅、綠、藍三色光相加則為白光。 371.3 三基色原理與色度圖（3）實現(xiàn)相加混色的方法：1. 將三種基色光按一定順序輪流透射到同一表面上，只要輪換速度足夠快，由于視覺惰性，人眼產(chǎn)生得彩色感覺就與三種基

26、色光直接混合時相同。這種方法稱為時間混色法，它是順序制彩色電視的基礎(chǔ)。2. 將三種基色光分別投射到同一表面上鄰近的三個點上，只要這些點相距足夠近，由于人眼的分辨力有一定限度，就能產(chǎn)生三種基色光相混合的彩色感覺。這種方法稱為空間混色法，是同時制彩色電視的基礎(chǔ)（參看第三章）。3. 利用兩只眼睛同時分別觀看兩種不同顏色的同一景象，也可以獲得得混色效果，這是生理混色法。381.3 三基色原理與色度圖（4）二、相減混色法在彩色印刷、彩色膠片和繪畫中采用的是相減混色法。相減混色是利用顏料、染料的吸色性質(zhì)來實現(xiàn)的。例如，黃色顏料能吸收藍色（黃色的補色）光，于是在白光照射下，反射光中因缺少藍光成分而呈現(xiàn)黃色。

27、在減色法中通常選用黃、品、青為三基色， 它們能分別吸收各自的補色光，即藍、綠、 紅光。因此，在減法制中將三基色按不同 比例相混時，在白光照射下，藍、綠、紅 光也將按相應(yīng)得比例被吸收，從而呈現(xiàn)出 各種不同的彩色。391.3 三基色原理與色度圖（5）1.3.2 RGB計色制一、配色方程國際上作出如下規(guī)定： 把波長為 700 毫微米、光通量為 1 光瓦的紅光作為一個紅基色單位（或稱單位量），并用 R 表示； 把波長為 546.1 毫微米、光通量為 4.5907 光瓦的綠光作為一個綠基色單位，并用G 表示； 把波長為 435.8 毫微米、光通量為 0.0601 光瓦的藍光作為一個藍基色單位，并用 B表

28、示。401.3 三基色原理與色度圖（6）在選定三種基色光并規(guī)定了它們的單位之后，對于任意給定的彩色光 F，其配色方程可寫成 F RR + GG + BB 式中 R、G、B 的比例關(guān)系決定了所配彩色光的色度；而它們的數(shù)值則決定了所配彩色光的光通量。按前面的規(guī)定，該色光的光通量為 |F| = (R + 4.5977G + 0.0601B) 光瓦 = 680（R + 4.5907G + 0.0601B）流明 R、G、B 稱為三色系數(shù)，可以通過配色實驗測得。RR、GG、BB 稱為 F 色光的三色分量。411.3 三基色原理與色度圖（7）在只考慮彩色光的色度的情況下，起決定作用的是三色系數(shù) R、G、B

29、的比例關(guān)系，而不是其數(shù)值大小。于是，為了進一步規(guī)格化可令 m = R + G + B r = R/m g = G/m b = B/m 顯然 r + g + b = 1 式中，m 稱為色模，它代表某彩色光所含三基色單位的總量。r、g、b 稱為色度坐標或相對色系數(shù)。它們分別表示：當規(guī)定所用三基色單位總量為 1 時，為配出某給定色度的彩色光所需要的 R、G、B 數(shù)值。 因此： |F|= m*(r + 4.5907g + 0.0601b) 光瓦 = 680m*(r + 4.5907g + 0.0601b) 流明 421.3 三基色原理與色度圖（8）二、RGB色度圖如前所述，三個相對色系數(shù)之和等于 1，

30、所以只要用其中的兩個就可以明確地表示出色度。于是，各種彩色的色度可以采用二維表示法，RGB 色度圖就是用 r一g 直角坐標系來表示各種色度所畫出的平面圖形。如圖1一22 所示。431.3 三基色原理與色度圖（9）關(guān)于色度圖的一些說明：圖中單位紅基色 R 的色度坐標為 r=1、g = b = 0；單位綠基色 G 的坐標為g = 1、r = b = 0；單位藍基色 B 的坐標為 r=0、g=0 （對應(yīng) b = 1）。r =g = 1/3 (b = 1/3) 表示等能白光。由 R、G、B 三點連成的三角形稱彩色三角形，其重心 E 即為等能白光 E白的位置。在連接 R 和 G 的直線上，r、g 之和恒為 1，即 b = 0。在彩色三角形內(nèi) rg1，r、g、b 均為正值，說明由三基色相加混合配出的各種彩色均在三角形內(nèi)。自然界中的彩色（也稱實色）都能用整個閉合曲線及其內(nèi)部的相應(yīng)點的坐標表示。坐標位置越靠近譜色軌跡，所對應(yīng)的彩色越純，即飽和度越高；而越靠近 E 點，所對應(yīng)的彩色的飽和度越低。 441.3 三基色原理與色度圖（10）1.3.3 XYZ計色制前面介紹的 RGB 計色制采用物理三基色，因而物理章義清楚，但是使用起來卻很不方便。如：在色度圖上不能表示出亮度；譜色軌跡不全在坐標的第一象限內(nèi)，作圖不便等。因此，為了克服上述缺點，國際照明委員會規(guī)定了另一種坐標系，就